用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法及存储介质技术

本发明专利技术涉及相机标定领域，本发明专利技术提供一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法及存储介质，该方法包括：基于目标物体的深度信息和各摄像装置的内参数，确定各摄像装置获取到的物体点云；根据各物体点云，确定各摄像装置获取到的物体中心；基于初始旋转平移矩阵和各物体中心，对各物体点云进行调整；在各物体中心重合的情况下停止调整，得到标定好的摄像装置，各标定好的摄像装置具有对应的目标旋转平移矩阵，目标旋转平移矩阵是对初始旋转平移矩阵进行更新后得到的。本发明专利技术通过对各个摄像装置获取到的目标物体的点云进行调整，实现对摄像装置外参数的标定。解决了现有摄像装置的外参数标定存在的标定结果不准确以及标定时间较长的技术问题。间较长的技术问题。间较长的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及相机标定领域，尤其涉及一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法及存储介质。

技术介绍

[0002]现有的摄像装置（如相机）在出厂时已做好相机内参数的标定，相机内参数包含相机光心坐标、焦距以及畸变系数等，无需额外对相机内参数进行标定。而对于相机外参数的标定通常选用张正友标定法。张正友标定法需要借助棋盘格进行标定，操作过程较为繁琐，主要存在以下缺点：（1）对于特定场景的标定：棋盘格标定依赖于棋盘格图案的准确检测，因此在场景复杂或者光照不均匀的情况下，无法准确检测棋盘格，从而导致相机外参数标定结果不准确；（2）相机姿态限制：棋盘格标定要求相机在不同的姿态下拍摄棋盘格图案，相机姿态的限制可能导致标定精度下降。例如，某些姿态的相机无法正确检测到棋盘格的某些角落，导致标定精度下降。（3）时间成本高：棋盘格标定需要拍摄多张棋盘格图像，并对每张图像进行棋盘格检测和角点提取等操作，标定时间较长。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法及存储介质，用以解决现有摄像装置的外参数标定存在的标定结果不准确，标定精度较低以及标定时间较长的技术问题。
[0004]本专利技术提供一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，包括：基于目标物体的深度信息和各摄像装置的内参数，确定各所述摄像装置获取到的物体点云；根据各所述物体点云，确定各所述摄像装置获取到的物体中心；基于初始旋转平移矩阵和各所述物体中心，对各所述物体点云进行调整；在各所述物体中心重合的情况下停止所述调整，得到标定好的摄像装置，各所述标定好的摄像装置具有对应的目标旋转平移矩阵，所述目标旋转平移矩阵是对所述初始旋转平移矩阵进行更新后得到的。
[0005]根据本专利技术提供的一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，所述基于目标物体的深度信息和各摄像装置的内参数，确定各所述摄像装置获取到的物体点云之前包括：对目标物体的预设格式图像的参数进行调节得到掩膜图像；将所述掩膜图像中所述目标物体的区域映像在所述目标物体的深度图上，得到所述目标物体的深度信息。
[0006]根据本专利技术提供的一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，所述基于目标物体的深度信息和各摄像装置的内参数，确定各所述摄像装置获取到的物体点云包括：
基于目标物体对应的各图像点的深度，确定各所述图像点的第一点云坐标，各摄像装置的内参数包括图像中心点纵坐标像素位置、图像中心点横坐标像素位置、横向像素焦距以及纵向像素焦距；基于各所述图像点的深度、所述图像中心点横坐标像素位置以及所述横向像素焦距，确定各所述图像点的第二点云坐标；基于各所述图像点的深度、所述图像中心点纵坐标像素位置以及所述纵向像素焦距，确定各所述图像点的第三点云坐标；根据所述第一点云坐标、所述第二点云坐标以及所述第三点云坐标，确定各所述摄像装置获取到的物体点云。
[0007]根据本专利技术提供的一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，所述根据各所述物体点云，确定各所述摄像装置获取到的物体中心包括：从各所述摄像装置获取到的第一物体的物体点云中选取随机点，所述第一物体是各所述目标物体中的一个；基于所述随机点的点云坐标，确定各所述摄像装置获取到的所述第一物体的物体中心。
[0008]根据本专利技术提供的一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，所述摄像装置包括目标摄像装置和其他摄像装置，所述基于初始旋转平移矩阵和各所述物体中心，对各所述物体点云进行调整包括：确定所述目标摄像装置的世界坐标系为主坐标；通过初始旋转平移矩阵和所述主坐标，对所述其他摄像装置获取到的物体点云进行调整，直至所述目标摄像装置获取到的物体中心与所述其他摄像装置获取到的物体中心重合。
[0009]根据本专利技术提供的一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，所述物体点云包括所述其他摄像装置获取到的源点云以及所述目标摄像装置获取到的目标点云，所述用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法还包括：确定所述其他摄像装置对应的旋转矩阵和平移变量；基于所述旋转矩阵和所述平移变量，确定所述源点云变换到所述目标点云的位置后得到的距离误差；在所述距离误差小于预设阈值的情况下，确定变换后的源点云与所述目标点云重合。
[0010]根据本专利技术提供的一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，所述在各所述物体中心重合的情况下停止所述调整，得到标定好的摄像装置之后包括：基于各所述标定好的摄像装置对应的目标旋转平移矩阵，对处于自然站立姿态的畜禽的表型进行三维重建，得到畜禽表型信息。
[0011]本专利技术还提供一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定装置，包括：物体点云获取模块，用于基于目标物体的深度信息和各摄像装置的内参数，确定各所述摄像装置获取到的物体点云；物体中心获取模块，用于根据各所述物体点云，确定各所述摄像装置获取到的物体中心；
物体点云调整模块，用于基于初始旋转平移矩阵和各所述物体中心，对各所述物体点云进行调整；摄像装置标定模块，用于在各所述物体中心重合的情况下停止所述调整，得到标定好的摄像装置，各所述标定好的摄像装置具有对应的目标旋转平移矩阵，所述目标旋转平移矩阵是对所述初始旋转平移矩阵进行更新后得到的。
[0012]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法。
[0013]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法。
[0014]本专利技术提供的用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法及存储介质，首先，基于目标物体的深度信息和各个摄像装置的内参数，确定各个摄像装置获取到的目标物体的点云信息，通过各个摄像装置获取到的目标物体的点云信息确定各个目标物体的中心，然后生成初始旋转平移矩阵，在初始旋转平移矩阵和目标物体中心的基础上，对各个摄像装置获取到的目标物体的点云进行调整，以更新初始旋转平移矩阵，使各个摄像装置获取到的目标物体的点云重合，在各个摄像装置获取到的物体中心重合的情况下停止点云调整，得到各个摄像装置对应的目标旋转平移矩阵，即标定好外参数的摄像装置，其中，目标旋转平移矩阵是对初始旋转平移矩阵进行更新后得到的。通过对各个摄像装置获取到的目标物体的点云进行调整，实现对摄像装置外参数的标定。解决了现有摄像装置的外参数标定存在的标定结果不准确，标定精度较低以及标定时间较长的技术问题。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，其特征在于，包括：基于目标物体的深度信息和各摄像装置的内参数，确定各所述摄像装置获取到的物体点云；根据各所述物体点云，确定各所述摄像装置获取到的物体中心；基于初始旋转平移矩阵和各所述物体中心，对各所述物体点云进行调整；在各所述物体中心重合的情况下停止所述调整，得到标定好的摄像装置，各所述标定好的摄像装置具有对应的目标旋转平移矩阵，所述目标旋转平移矩阵是对所述初始旋转平移矩阵进行更新后得到的。2.根据权利要求1所述的用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，其特征在于，所述基于目标物体的深度信息和各摄像装置的内参数，确定各所述摄像装置获取到的物体点云之前包括：对目标物体的预设格式图像的参数进行调节得到掩膜图像；将所述掩膜图像中所述目标物体的区域映像在所述目标物体的深度图上，得到所述目标物体的深度信息。3.根据权利要求1所述的用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，其特征在于，所述基于目标物体的深度信息和各摄像装置的内参数，确定各所述摄像装置获取到的物体点云包括：基于目标物体对应的各图像点的深度，确定各所述图像点的第一点云坐标，各摄像装置的内参数包括图像中心点纵坐标像素位置、图像中心点横坐标像素位置、横向像素焦距以及纵向像素焦距；基于各所述图像点的深度、所述图像中心点横坐标像素位置以及所述横向像素焦距，确定各所述图像点的第二点云坐标；基于各所述图像点的深度、所述图像中心点纵坐标像素位置以及所述纵向像素焦距，确定各所述图像点的第三点云坐标；根据所述第一点云坐标、所述第二点云坐标以及所述第三点云坐标，确定各所述摄像装置获取到的物体点云。4.根据权利要求1所述的用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，其特征在于，所述根据各所述物体点云，确定各所述摄像装置获取到的物体中心包括：从各所述摄像装置获取到的第一物体的物体点云中选取随机点，所述第一物体是各所述目标物体中的一个；基于所述随机点的点云坐标，确定各所述摄像装置获取到的所述第一物体的物体中心。5.根据权利要求1所述的用于畜禽表型3D重建的多相机快速标定方法，其特征在于，各所述摄像装置包括目标摄像装置和其他摄像装置，所述基于初始旋转平移矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇亮，李斌，王海峰，朱君，朱芷芫，刘世锋，
申请(专利权)人：北京市农林科学院智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：